一、什么是redis?

Redis 是一款基于鍵值對(duì)（key-value）的 NoSQL 數(shù)據(jù)庫(kù)。與多數(shù)鍵值對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)不同，其值可由字符串（string）、哈希（hash）、列表（list）、集合（set）、有序集合（zset）、位圖（Bitmaps）、HyperLogLog、地理信息定位（GEO）等多種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法構(gòu)成，這使得 Redis 能滿足多樣的應(yīng)用場(chǎng)景。

Redis 的顯著優(yōu)勢(shì)在于將所有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于內(nèi)存中，因此讀寫性能極為出色。同時(shí)，它支持通過(guò)快照（RDB）和日志（AOF）兩種方式將內(nèi)存數(shù)據(jù)持久化到硬盤，確保斷電或機(jī)器故障時(shí)數(shù)據(jù)不會(huì)丟失。此外，Redis 還提供了鍵過(guò)期、發(fā)布訂閱、事務(wù)、流水線、Lua 腳本等附加功能，方便應(yīng)對(duì)這類場(chǎng)景。

如今，眾多重量級(jí)企業(yè)都在使用 Redis。國(guó)外如 Twitter、Instagram、Stack Overflow、Github 等；國(guó)內(nèi)則有新浪微博（堪稱全球最大的 Redis 使用者）、阿里巴巴、騰訊、搜狐、優(yōu)酷土豆、美團(tuán)、小米、唯品會(huì)等。此外，ELK 等諸多開源技術(shù)也將 Redis 作為重要組件，且 Redis 提供的模塊系統(tǒng)支持第三方進(jìn)行功能擴(kuò)展，進(jìn)一步釋放其潛力。由此可見，熟練使用和運(yùn)維 Redis 已成為開發(fā)與運(yùn)維人員的必備技能。

二、 Redis特性的簡(jiǎn)單認(rèn)識(shí)

Redis得到了眾多公司的青睞，必有其過(guò)人之處，下面是關(guān)于Redis的8個(gè)重要特性。

1. 速度快

相較于MySQL這類關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)，Redis的訪問(wèn)速度要快很多，其原因大致可以分為以下四點(diǎn)：

1. 內(nèi)存讀寫天然快：Redis的數(shù)據(jù)存放在內(nèi)存中，內(nèi)存訪問(wèn)速度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)快于硬盤，這也是Redis速度快的主要原因。（下圖是Google列出的各種硬件執(zhí)行速度，供參考）
2. 單線程優(yōu)勢(shì)：Redis使用單線程模型，避免了線程切換和多線程加鎖競(jìng)爭(zhēng)導(dǎo)致的性能損失

Redis 6.0 引入了多線程機(jī)制，但主要用于網(wǎng)絡(luò)IO場(chǎng)景，Redis的核心執(zhí)行的執(zhí)行依舊保持單線程模型

3. 高效的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：Redis采用了各種高效率的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，如字符串（String)、哈希表（Hash)、有序集合(ZSet)、這些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的操作復(fù)雜度多為 O ( 1 ) 或者 O ( l o g N ) O(1) 或者 O(logN) O(1)或者O(logN) ，確保指令執(zhí)行高效。
4. I/O多路復(fù)用技術(shù):采用I/O多路復(fù)用技術(shù)，確保單線程也能高效應(yīng)對(duì)大量客戶端請(qǐng)求

各層級(jí)硬件執(zhí)行速度：

2. 基于鍵值對(duì)

Redis是基于鍵值對(duì)的非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)（NoSQL），所謂鍵值對(duì)就像C++的map，Python的dict等，這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)就是插入數(shù)據(jù)和查詢數(shù)據(jù)更加高效。值得一提的是，Redis的值支持豐富的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：字符串、哈希表、列表、集合、有序集合、位圖、HyperLogLog甚至在Redis3.2加入了地理位置相關(guān)功能。這些豐富的數(shù)據(jù)庫(kù)能幫助開發(fā)者開發(fā)應(yīng)對(duì)各類場(chǎng)景的應(yīng)用。

3. 豐富的功能

• 鍵過(guò)期功能：到達(dá)一定時(shí)間自動(dòng)刪除鍵值對(duì)，用于實(shí)現(xiàn)緩存
• 發(fā)布訂閱功能：可用于實(shí)現(xiàn)消息系統(tǒng)
• Lua腳本：可用Lua腳本執(zhí)行Redis命令
• 簡(jiǎn)單事務(wù)功能：
• 流水線（Pipeine）: 使得客戶端能將一批命令一次傳到Redis，減少了網(wǎng)絡(luò)的開銷

4. 簡(jiǎn)單穩(wěn)定

• Redis源碼量少：早期甚至只有兩萬(wàn)行，Redis3.0引入集群特性后增至5萬(wàn)行左右，相對(duì)于其他數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)說(shuō)代碼量少很多。
• Redis采用單線程模型
• Redis不依賴操作系統(tǒng)的各種類庫(kù)，自己實(shí)現(xiàn)事件處理相關(guān)功能。

5. 客戶端支持多種編程語(yǔ)言：

Redis提供了簡(jiǎn)單的TCP通信協(xié)議：很多編程語(yǔ)言都可以方便的接入Redis，且由于Redis收到廣泛認(rèn)可，主流語(yǔ)言都已經(jīng)有開發(fā)者實(shí)現(xiàn)了良好的Redis支持，如C、C++、Java、PHP、Python、JS

6. 持久化

前面提到，Redis數(shù)據(jù)存放在內(nèi)存中，這保證了訪問(wèn)速度很快，但是不夠安全。一旦發(fā)生斷電或者機(jī)器故障，重要的數(shù)據(jù)就可能會(huì)丟失。因此，Redis提供兩種持久化策略：RDB和AOF，可將內(nèi)存中的數(shù)據(jù)保存到硬盤中。后續(xù)我將對(duì)Redis持久化策略詳細(xì)說(shuō)明。

7. 主從復(fù)制（Replication)

主從復(fù)制功能是分布式架構(gòu)的基礎(chǔ)。這一功能也將在后續(xù)博文中進(jìn)行演示。

8. 高可用（High Availability）和分布式（Distributed）

Redis 提供了高可用實(shí)現(xiàn)的 Redis 哨兵，能夠保證Redis節(jié)點(diǎn)故障檢測(cè)和故障自動(dòng)轉(zhuǎn)移。也提供了 Reids 集群，這是真正的分布式實(shí)現(xiàn)。

三、Redis使用場(chǎng)景

1. Redis可以做什么？

Redis官網(wǎng)給出了三個(gè)方向：數(shù)據(jù)庫(kù)、緩存和消息隊(duì)列

數(shù)據(jù)庫(kù)

大多數(shù)情況下，數(shù)據(jù)庫(kù)考慮的是容量大，但也有一些高性能的場(chǎng)景考慮的是“速度快“，這是就可以直接采用Redis做數(shù)據(jù)庫(kù)

緩存

這是Redis最廣泛使用的場(chǎng)景。對(duì)于各類大型網(wǎng)站或者應(yīng)用程序，往往是少量的數(shù)據(jù)能滿足大量的用戶使用場(chǎng)景。因此，這類網(wǎng)站采用的方式都是用 MySQL 等數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)全量完整數(shù)據(jù)，用Redis從數(shù)據(jù)庫(kù)中加載少量核心數(shù)據(jù)作為緩存，這樣的設(shè)計(jì)提升了用戶訪問(wèn)數(shù)據(jù)的速度，也有效降低了后端的壓力。

消息隊(duì)列

Redis的開發(fā)者最早開發(fā)它就是為了將其作為消息隊(duì)列進(jìn)行使用的。但如今，在消息隊(duì)列方面，我們有很多更優(yōu)的選擇，因此，Redis做消息隊(duì)列的場(chǎng)景很少出現(xiàn)了。

2. Redis不宜做什么？

和所有技術(shù)一樣，Redis也有其適用場(chǎng)景與邊界，并非萬(wàn)能解決方案。它既能高效解決特定問(wèn)題，也存在不適合的應(yīng)用場(chǎng)景，這一點(diǎn)可從數(shù)據(jù)規(guī)模與數(shù)據(jù)冷熱兩個(gè)維度來(lái)分析。

從數(shù)據(jù)規(guī)模來(lái)看，數(shù)據(jù)可分為大規(guī)模數(shù)據(jù)與小規(guī)模數(shù)據(jù)。由于Redis的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)依賴內(nèi)存，盡管如今內(nèi)存成本已大幅下降，但面對(duì)超大規(guī)模數(shù)據(jù)——例如每天數(shù)億條的用戶行為數(shù)據(jù)——若用Redis存儲(chǔ)，成本會(huì)高得難以承受，堪稱一個(gè)“無(wú)底洞”。

從數(shù)據(jù)冷熱屬性來(lái)看，數(shù)據(jù)有熱數(shù)據(jù)與冷數(shù)據(jù)之分。熱數(shù)據(jù)指需要頻繁操作的數(shù)據(jù)，冷數(shù)據(jù)則反之。以視頻網(wǎng)站為例，視頻基本信息在各業(yè)務(wù)線中常被調(diào)用，屬于熱數(shù)據(jù)；而用戶的觀看記錄未必會(huì)被頻繁訪問(wèn)，可歸為冷數(shù)據(jù)。暫且不考慮兩者在數(shù)據(jù)規(guī)模上的差異，僅從數(shù)據(jù)冷熱角度而言，將冷數(shù)據(jù)存于Redis無(wú)疑是對(duì)內(nèi)存的浪費(fèi)，而把熱數(shù)據(jù)放入Redis，既能加速讀寫操作，又能減輕后端存儲(chǔ)的負(fù)載，可謂事半功倍。

因此，Redis并非“萬(wàn)金油”。相信隨著對(duì)Redis的深入學(xué)習(xí)，我們會(huì)更清晰地把握它真正的適用場(chǎng)景。

四、Redis重大版本

Redis版本發(fā)布

• Redis 2.6 ：2012年發(fā)布，支持服務(wù)端Lua腳本，鍵過(guò)期時(shí)間精確到毫秒，從節(jié)點(diǎn)新增只讀功能。

• Redis 2.8 ：2013年發(fā)布，優(yōu)化主從復(fù)制的PSYNC機(jī)制，支持通過(guò)config set配置maxclients，新增config rewrite命令。
• Redis 3.0 ：2015年發(fā)布，推出官方分布式方案Redis Cluster，優(yōu)化小對(duì)象內(nèi)存訪問(wèn)，新增client pause命令。
• Redis 3.2 ：2016年發(fā)布，添加GEO地理信息處理功能，引入List新編碼類型quicklist，新增hstrlen命令。
• Redis 4.0 ：2017年發(fā)布，引入模塊系統(tǒng)，優(yōu)化主從復(fù)制為PSYNC2.0，新增LFU緩存淘汰算法，支持非阻塞del/flush命令。
• Redis 5.0 ：2018年發(fā)布，新增流數(shù)據(jù)類型（Stream），升級(jí)Redis模塊API，RDB文件包含LFU/LRU信息。
• Redis 6.0 ：2020年發(fā)布，支持多線程IO，優(yōu)化模塊API，改進(jìn)過(guò)期鍵處理機(jī)制，新增SSL支持。
• Redis 7.0 ：2022年發(fā)布，新增Function自定義函數(shù)庫(kù)，支持Client-Eviction機(jī)制、Sharded-Pub/Sub，提供命令執(zhí)行耗時(shí)直方圖。

五、Ubuntu 安裝 Redis 6

相較于Redis 7， Redis 6 已經(jīng)具備了大部分功能，且更容易安裝。

Redis官方不支持Windows系統(tǒng)，因?yàn)镽edis的特性與Linux息息相關(guān)。又由于Redis的優(yōu)秀特性，微軟的開源技術(shù)組也維護(hù)了一個(gè) Redis 的windows版本分支，不過(guò)仍然建議在Linux上學(xué)習(xí)使用Redis。

1. 更新apt軟件源

sudo apt update

2. 安裝 Redis

sudo apt install redis

3. 修改配置文件支持遠(yuǎn)程連接

修改 /etc/redis/redis.conf (注意需要sudo權(quán)限)

• 修改 bind 127.0.0.1 為 bind 0.0.0.0
• 修改protected-mode yes 為 protected-mode no

  

4. 重啟redis服務(wù)

sudo service redis-server restart

5. 檢驗(yàn)redis狀態(tài)

1. 通過(guò)netstat命令

netstat -anp | grep redis

2. 啟動(dòng)redis客戶端

redis-cli

啟動(dòng)完成后輸入ping，若返回pong，則redis連接正常

使用ctrl + d 退出客戶端。

到此這篇關(guān)于初始Redis概念、特性、使用場(chǎng)景、安裝教程的文章就介紹到這了,更多相關(guān)redis安裝使用內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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